Скорость звука в газах и парах

Таблица 7.1. Скорость звука в газах и парах

Для измерения скорости звука в газах и парах при высоких температурах была разработана измерительная схема, представленная на рис. 2. Генератор радиоимпульсов запускается синхронизирующим устройством и вырабатывает импульс с частотой заполнения 280—305 кгц, длительностью 10—60 мксек, частотой следования 40—100 гц и амплитудой примерно 1,8 кв. [c.110]

СКОРОСТЬ ЗВУКА В ГАЗАХ И ПАРАХ [c.234]

Таким образом, если скорость истечения, соответствующая теплопадению 11 = 1 — и равная по уравнению (9-12) с = 91,5 / /г, не больше скорости звука в газе или паре конечного состояния, то сопло должно суживаться к выходу, н выходное сечение будет самым узким. Если же скорость с больше скорости звука, то сопло должно сначала суживаться, а затем уширяться к выходу в суживающемся сопле скорость больше скорости звука не может быть получена и, следовательно, теплопадение Н не может быть целиком использовано и переведено в эквивалентную ему кинетическую энергию потока. [c.210]

Как было показано выше, заставив газ протекать под действием достаточно большого перепада давлений сначала через суживающееся, а затем через расширяющееся сопло, можно осуществить течение с непрерывно возрастающей скоростью и достичь на выходе из сопла скорости истечения, большей скорости звука. Сопло, состоящее из комбинации суживающихся и расширяющихся насадок, называют по имени его изобретателя соплом Лаваля. Сопла Лаваля находят широкое применение для получения сверхзвуковых потоков газов и паров в паровых и газовых турбинах, в реактивных двигателях и т. п. [c.344]

Пар из котельного агрегата (или газ из камеры сгорания газотурбинной установки) при давлении Pi поступает в сопла, где давление его понижается до р2> вследствие чего он расширяется и уменьшение удельной энтальпии превращается в удельную кинетическую энергию потока. Пар приобретает значительную скорость, соизмеримую со скоростью звука, а иногда и превышающую ее, и с такой скоростью поступает на рабочие лопатки, где совершает поворот на 110 — [c.89]

Следовательно, в отличие от идеальных газов, у которых w p определяется значениями ац и показателя адиабаты, предельная скорость влажного пара (в сторону, противоположную перемещению волны) зависит, помимо а , также от термических параметров неподвижной среды. Разумеется, заданным о и соответствует единственное значение а,, и ш р, но одной и той же скорости звука в паре могут отвечать различные значения удельного объема й температуры в этом смысле и следует понимать замечание [c.264]

На рис. 3.10 приведена граница инверсии скорости звука в водяном паре, которая является геометрическим местом точек таких значений put, при которых скорость звука в водяном паре имеет минимум Аналогичные зависимости, приведенные к критическим параметрам для водорода (кривая 1) и углекислого (кривая 2) газа, изображены на рис. 3.11. Эти кривые построены как результат анализа зависимостей, приведенных на рис. 3.8 и 3.9. Совершенно очевидно, что полученные на рис. 3.10 и 3.11 графики р = f t) являются геометрическим местом не только точек, в которых имеет минимум температурная зависимость скорости звука, но и таких, в которых постоянными остаются показатель изоэнтропы (к = 2 для Н О и СО и = 2,4 для Нг) и объемное соотношение сжимаемой и конденсированной фаз ((3 = 0,5) в реальном газе. Из анализа табличных данных термодинамических свойств различных газов можно установить, что при определенных значениях р и Т в закритической области состояния имеется минимальное (Эр/ЗПр и максимальное (dv/dT)p значения производной. С точки зрения возможности построения границы инверсии температурной зависимости скорости звука для различных газов интересно выяснить, не совпадают ли с ней экстремальные точки указанных выше производных. С этой целью запишем плотность реального газа как плотность однород- [c.61]

Вывод Лапласа пользуется таким полным доверием среди физиков, что теперь формулу (7) применяют с обратной целью, именно, чтобы получить значения у для различных паров и газов из наблюдений над скоростью звука в них. [c.596]

Важный для нас случай распространения давления в текущей жидкости можно свести к предыдущему случаю, если рассматривать явление в системе отсчета, движущейся вместе с. жидкостью. Отсюда следует, что распространение давления относительно жидкости происходит со скоростью с. Относительно пространства, в котором жидкость течет со скоростью го, давление распространяется вниз по течению со скоростью с + -ш, а вверх по течению — со скоростью с — ги. Легко видеть, что в том случае, когда IV больше с, изменение давления вверх по течению не распространяется совсем. Поэтому газы и пары при движении со скоростями, большими скорости звука, ведут себя совершенно иначе, чем при движении с дозвуковыми скоростями. [c.352]

Отсутствие удовлетворительных данных о скорости распространения звука в насыщенных парах вызвало необходимость систематических исследований по измерению скорости звука 3—7] в насыщенных и перегретых парах различных жидкостей. Полученные результаты позволили не только сделать заключение о степени приемлемости формулы (1), но и развить способ вычисления термодинамических функций паров и газов с использованием экспериментальных данных о скорости распространения звука. Кроме того, получение систематических данных о скорости звука в парах различных веществ имело и самостоятельное значение. [c.49]

Автор очень обстоятельно и систематично развивает теорию течения газов и паров, хотя отдельные математические обоснования его продолжают быть достаточно слол< ными. В этой одной из основных частей учебника Быкова имеются следующие разделы общая теория течения газов и паров по трубам условия для достижения скоростью газа величины скорости звука конические и расходящиеся трубы истечение газов через отверстия графическое представление процесса истечения связь между коэффициентом сопротивления н показателем политропы частные случаи движения газов истечение газов из резервуара с переменным давлением истечение паров влажных и перегретых истечение пара через отверстие и расходящиеся насадки влияние вредных сопротивлений на истечение пара. [c.241]

Характерные значения скорости, с которой распространяется звук в нормальных условиях, для большинства реальных сред лежат в следующих пределах для газов и паров—от 150 до 1000 м/с, для жидкостей—от 750 до 2000 м/с, для твердых тел—от 2000 до 6000 м/с. [c.20]

При эжектировании различных газов помимо критического режима, связанного с появлением скорости звука в струе низконапорного газа внутри камеры смешения, возможен другой критический режим, когда скорость смеси достигает скорости звука в конце камеры смешения. Определены границы первого и второго критических режимов работы эжектора, отмечено существование предельного значения коэффициента эжекции кп для каждой пары газов, выше которого уже невозможно работать [c.303]

Таким образом, как отмечалось выше, качественная картина проявлений тепловых воздействий в потоке влажного пара не отличается от установленной по отношению к идеальным газам. Различие между паровым и газовым потоком здесь сказывается в том, что у влажного пара интенсивность изменения скорости движения, вызванного действием некоторого количества тепла dq, зависит не только от местных значений числа М и скорости звука, но и от других параметров состояния. [c.194]

Подробный алгоритм итерационного метода нахождения критического расхода приведен в следующем параграфе. Что касается скорости звука, которая в двухфазной среде может оказаться на 1—2 порядка ниже, чем в жидкости или паре (газе), то она меняется в широких пределах в зависимости от структуры потока и степени термического и механического равновесия фаз при одних и тех же параметрах торможения, принимает значения от минимального, равного термодинамически равновесной скорости звука, до того максимального, которое устанавливается в выходном сечении канала. Если изменение параметров потока внутри трубы происходит таким образом, что на конечном ее участке непрерывно увеличивающаяся скорость потока оказывается в каждом сечении близкой к непрерывно возрастающей к выходному срезу канала локальной скорости звука, то на указанном конечном участке трубы возможна реализация режима течения, близкого к звуковому. [c.124]

Увеличение проходных сечений (размеров) турбомашин также связано с низким значением скорости газового потока (скорости звука) смеси углекислого газа с водяным паром в проточной части турбины и компрессора. Кроме того, применение углекислоты затрудняет унификацию основного оборудования ПГТУ, работающих по открытой и закрытой тепловым схемам. [c.13]

Из газодинамики однофазных сред известно, что при подводе тепла энтропия потока растет, а давление полного торможения падает независимо от соотношения скорости потока и скорости звука. Таким образом, подвод тепла к движущемуся газу приводит к дополнительному тепловому сопротивлению. Отвод тепла от потока приводит к уменьшению энтропии и росту полного давления. Эти выводы, однако, нельзя перенести на течение двухфазной среды при наличии в ней фазовых переходов. Так, например, при движении пара в трубе с внешним отводом тепла на стенках происходит конденсация и образование пленки жидкости, скорость которой может быть на несколько порядков меньше скорости пара. Таким образом, кинетическая энергия и количество движения потока уменьшаются. Такую трубу с конденсацией пара и теплообменом можно рассматривать как расходное сопло. Действительно, при низких давлениях, среды уменьшением плошади сечения трубы F из-за наличия пленки можно пренебречь, и тогда уравнение неразрывности для пара можно записать так [c.255]

Формула (215) показывает, что скорость звука в газе, т. е. скорость распространения упругих деформаций, зависит от при-)оды и состояния газа и является прямой функцией температуры. 1роцессы, связанные с большей скоростью движения газов (паров) по каналам, в которых происходит превращение потенциальной энергии сжатых газов в кинетическую энергию, широко применяются в современной технике в газовых и паровых турбинах, соплах реактивных и ракетных двигателей и др. Большими считаются скорости, близкие, равные или превышающие скорости звука в газе. Например, скорость звука в воздухе при 15° С составляет около 340 м/с. При движении с такими скоростями в потоке газа происходят большие изменения давления, температуры и плотности. [c.67]

Кроме указанного исследования Вайсмана, посвященного теории потока влажного пара, ряд исследований в этой области был проведен проф. И. И. Новиковым. Из них можно назвать следующие Об одном парадоксе предельных состояний течения газа (1945) Замечания к теории предельных состояний течения газов (1945) О скорости звука в насыигепном и влажном паре (1947) О суп е-ствованпи ударных волн разрежения (Доклады Академии наук СССР, 1948). В 1947 г. Новиков успешно защитил докторскую диссертацию на тему О некоторых термодинамических закономерностях реальных (необратимых) процессов течения газов и паров . [c.329]

Основные уравнения течения. 9.2. Поступательно-вращательное течение идеальной жидкости. 9.3. Скорость распространения слабых волн. 9.4. Кризис течения и критическая скорость. 9.5. Изоэнтропическое течение газов и паров в каналах. 9.6. Непрерывный переход через скорость звука. 9.7. Неизоэптроппческое течение газа по трубам. [c.6]

Проанализируем полученное решение. Прежде всего отметим, что скорость звука в двухфазной среде вблизи пограничной кривой не равна скорости звука в сухом паре непосредственно над пограничной кривой. Это объясняется тем, что при распространении звуковой волны во влажном паре, т. е. при сжатии и разрежении среды, происходит переход вещества из одной фазы в другую. Скорость звука в двухфазной среде меньше, чем в газе с теми же газовой постоянной и показателем изоэнтропы. Для примера определим скорость звука во влажном паре вблизи пограничной кривой (ф а 0), что исключит ВЛИЯНИ6 инертной массы капелек и позволит оценить только влияние фазовых переходов. [c.212]

Возникает, однако, вопрос, является ли режим течения на участке АВ до-1 крити< еским или критическим. В случае идеального газа мы получим от-1 вет, если воспользуемся уравнением (10-19) и сравним вычисленное значение с внешним давлением р если Р Ркр режим истечения докритический, а если Р <СРкр то режим истечения критический. С некоторой степенью приближения можно пользоваться этим приемом и для реального газа или пара, однако существует другой метод, приводящий нас к цели более корректным путем. Этот метод состоит в.сравнении вычисленной по уравнению (10-26) скорости течения газа в данном состоянии со скоростью звука в том же его состоянии. Ско- [c.207]

Согласно сказанному ранее, пар в суживающейся части и горловине сопла находится в пересыщенном состоянии. Учитывая сравнительно Малое давление пара, примем, что состояние пара от входного до минимального сечения меняется в соответствии с законами идеальных газов, т. е. по адиабате /)Ц ==сопз1, где к имеет то же значение, что и для перегретого пара к=, 3. Полагая далее, что скорость звука в пересыщенном паре определяется той же формулой, что и в перегретом паре, т. е. с ==- У l,ЗgRT, можно для расчета Ркр кр< кр и кр воспользоваться уравнениями (10-19) и (10-12), из которых следует [c.214]

Дальше говорится о гипотезе Сен-Вепана и Вантиеля, а после этого — о коэффициенте скорости. Выводятся здесь и формулы кри-тнческо11 скорости и максимального секундного расхода газа. Но надо сказать, что вопрос о течении газа через суживающиеся и расширяющиеся сопла изложен в учебнике Саткевича довольно поверхностно. Ни слова не сказано в нем и о скорости звука, хотя за 7 лет до издания учебн 5ка Саткевича в учебнике Брандта не только говорилось о скорости звука, но и было приведено доказательство, что критическая скорость равна соответствующей. местной скорости звука. В 1925 г. этот раздел следовало бы изложить более обстоятельно. В этом же разделе рассматривается процесс дросселирования газа и пара. Здесь доказывается, что 1 = 12- [c.151]

При скорости течения в 4 м/ск, скорости звука в воде до 1 - ОО м/ск получаем величину давления порядка 40 а1. Столь высокие быстро чередующиеся давления, носящие характер резких ударов, чрезвычайно интенсивно разрушают материал, из к-рого сделана конструкция, подвергающаяся К, Волосные трещины, заполненные газом, быстро увеличиваются. Небольшие щербинки способствуют быстрому разрушению металла, бетона и пр. Однако этим не ограничивается разрушительная энергия кавитации. Природная вода представляет собой многофазную дисперсную систему (газ + жидкость - - твердое тело), причем в пустых полостях после конденсации водяных паров движение молекул, вырывающихся с поверхности жидкой дисперсной системы, происходит с огромной скоростью, порядок каковой определяется формулами Максвелла среднеарифметич, скорость 447 [c.277]

При проявлении электрогидравли-ческого эффекта происходит мгновенное (10—100 мкс) выделение энергии, накопленной в конденсаторной батарее посредством импульсного разряда в жидкости. Схема установки приведена на рис. 115. При разряде образуется плазменный канал с температурой 15—30 тыс. К. В канале, имеющем небольшое поперечное сечение, происходит интенсивный локальный разогрев жидкости. При этом в нем концентрируется энергия перегретого ионизированного газа и пара. Быстрое )асширение канала разряда в виде парогазовой полости (пузыря) под действием внутреннего давления создает в окружающей несжимаемой среде, какой можно считать жидкость, волны сжатия и импульсы давления. При интенсивном выделении энергии в канале скорость его расширения может превзойти скорость звука в жидкости, тогда волна сжатия превращается в ударную волну. Расширение полости продолжается до тех пор, пока давление в ней из-за инерции расходящегося потока жидко сти не станет меньше давления внеШ ней среды. С этого момента происходит обратное движение жидкости (полости захлопывается), давление газа в ней [c.174]

Отношение давлений, при котором расход пара или газа через сопло становится максимальным, носит название критического отношения и обозначается р кр1ръ давление р , соответствуюш,ее ему, называется критическим давлением. Скорость среды, соответствующую Рзкр, а вместе с тем ( акс называют критической скоростью, которая равна скорости звука в этой среде. [c.496]

Для измерения скорости звука в жидкостях при очень низких температурах или в сжиженных газах используются специальные установки. Бэр [144] первый измерил скорость звука в сжиженном кислороде при атмосферном давлении. Специальная аппаратура для этих измерений описана Липманом [1206]. На фиг. 280 изображен измерительный сосуд и крепление пьезокварца. Сжиженный газ находится в дьюаров-ском сосуде D с плоскопараллельным дном. Через латунную крышку К с резиновой прокладкой, закрывающую сосуд сверху, в жидкость опущена кварцевая трубка, закрытая с обоих концов окошками. К ее нижней части пр1Гкреплен при помощи особого держателя пьезокварц Р. Свет падает сверху сквозь трубку и диффрагирует на звуковой волне. При таком устройстве устраняются искажающие диффракционную картину отражения от поверхности сжиженного газа, всегда неспокойной и не поддающейся полной очистке. Дальнейшее понижение температуры сжиженного газа осуществляется отсасыванием пара через отверстие Л. Измерение давления пара при помощи присоединенного к отверстию В манометра позволяет определить температуру. [c.228]

В. Ф. Ноздрёв обнаружил [4 в случае перегретых паров органических жидкостей и некоторых газов как уменьшение скорости звука с увеличением давления, так и возрастание её. Интересно определить продолжительность соударения молекул, значительно раз-личаюш,ихся по массе. Воспользовавшись данными о скоростях звука в смесях водорода с кис- [c.137]

Недавно С. И. Грибкова [320] измерила скорости звука в парах эфиров алифатического ряда и в смесях этих паров с аргоном. Как оказалось, скорости звука в этом случае могут быть с успехом подсчитаны с помощью уравнения, справедливого для идеальных газов. Поскольку согласие между экспериментально наблюдаемыми и рассчитанными теоретически величинами вполне удовлетворительно, возникает желание рассчитать, пользуясь представлениями элементарной кинетической теории, число степеней свободы, присущее молекулам различных эфиров. Таким образом, оказывается, что число степеней свободы /, существенно влиякицее на теплоёмкость, будет для диэтилового эфира равно 25, для этилпропилового эфира 1 = 30 и для дипропилового эфира = 35. [c.146]

Разрывы, возникающие при распаде начального разрыва, должны, очевидно, двигаться от места их образования, т, е. от места нахождения начального разрыва. Легко видеть, что при этом в каждую из двух сторон (в положительном и отрицательном направлениях оси х) может двигаться либо одна ударная волна, либо одна пара слабых разрывов, ограничивающих волну разрежения. Действительно, если бы, скажем, в положительном направлении оси х распространялись две образовавшиеся в одном и том же месте в момент t = О ударные волны, то передняя из них должна была бы двигаться со скоростью большей, чем скорость задней волны. Между тем согласно общим свойствам ударных волн первая должна двигаться относительно остающегося за ней газа со скоростью, меньшей скорости звука с в этом газе, а вторая должна двигаться относительно того же газа со скоростью, превышающей ту же величину с (в области между двумя ударными волнами с = onst), т. е. должна догонять первую. По такой же причине не могут следовать друг за другом в одну и ту же сторону ударная волна и волна разрежения (достаточно заметить, что слабые разрывы движутся относительно газов впереди и позади них со звуковой скоростью). Наконец, две одновременно возникшие волны разрежения не могут разойтись, так как скорость заднего фронта первой равна скорости заднего фронта второй. [c.520]

Как видно из анализа уравнения (3.17), объемное газосодержание является функцией показателя изознтропы двухфазной смеси к и показателя изоэнтропы сжимаемого компонента kj, (критическое отношение давлений е является однозначной функцией к). Для конкретного реального газа объемное газосодержание идеального газа в реальном будет зависеть только от показателя изоэнтропы последнего. Используя значения к для водяного пара в закритической области состояния [42] с помощью зависимости (3.17), рассчитали значения /3 для водяного пара. При этом удалось убедиться, что всем минимальным значениям скорости звука отвечает значение /3 = 0,5 (рис. 3.7). При 0 = 0,5 зависимость (3.17) дает значение к = 2,0 (для трехатомного идеального газа f p = 9/7), т.е. при всех значениях put, при которых а = /( )р имеет минимум, показатель адиабаты реального трехатомного газа должен быть равен 2, что находится в полном соответствии с данными рабо- [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...